LUCC的研究方法、主要指標(biāo)及其應(yīng)用PPT課件[通用]

1、LUCC的研究方法、主要指標(biāo)及其應(yīng)用三、LUCC應(yīng)用（一）指標(biāo)（二）內(nèi)容（一）時(shí)空格局分析一、LUCC研究方法（一）技術(shù)方法（二）研究模型目 錄（二）時(shí)空過程驅(qū)動機(jī)理分析四、參考文獻(xiàn)一、LUCC研究方法（一）LUCC技術(shù)方法 區(qū)域尺度的LUCC研究,內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面:一是利用遙感和GIS技術(shù)監(jiān)測土地利用/覆蓋的動態(tài)變化過程,二是通過分析導(dǎo)致土地變化的各種驅(qū)動力來揭示土地利用/覆蓋變化機(jī)制,從而模擬土地利用/覆蓋變化及其在不同空間尺度下的環(huán)境及生態(tài)影響1-3。 土地利用/覆被監(jiān)測數(shù)據(jù)除了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)需要通過文獻(xiàn)調(diào)研、農(nóng)戶調(diào)查手段獲取外，絕大部分有關(guān)空間分布的土地覆被數(shù)據(jù)要依賴于遙感手段獲得。利用

2、衛(wèi)星遙感手段測量區(qū)域土地利用/覆蓋變化,及時(shí)準(zhǔn)確地獲取區(qū)域土地利用/覆蓋變化的位置、數(shù)量和類型信息己經(jīng)成為了土地利用/覆蓋變化研究走向深入的基礎(chǔ)。1、文獻(xiàn)調(diào)查方法一、LUCC研究方法 以文獻(xiàn)調(diào)查方法為主要數(shù)據(jù)源進(jìn)行LUCC研究，學(xué)者較多在考證不同種類和不同來源的歷史文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，挖掘和提取有用的信息，利用不同的數(shù)據(jù)處理方法( 如類比法、斷面定量比較法、訂正法、插補(bǔ)法、森林恒等式和薄記模型等) 整理和標(biāo)準(zhǔn)化不同時(shí)期、不同來源和不同格式的資料，采用圖、表等方式記錄整理好的數(shù)據(jù)，最后對結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，早期主要以文字描述的方式定性或半定量研究LUCC所采用的一般方法。 如國內(nèi)葛全勝、何凡能等別采用

3、多種不同的數(shù)據(jù)處理方法對多種歷史時(shí)期的文檔資料進(jìn)行整理和信息挖掘，先后重建了過去 300年來中國LUCC數(shù)據(jù)，東北地區(qū)過去 300年耕地、森林、草地變化數(shù)據(jù)等；呂妍、張潔等從歷史文獻(xiàn)、史志、方志、地名志等歷史資料中挖掘信息，分別探討了吉林省鎮(zhèn)賚縣清代的土地開發(fā)和利用特征，以及重建得到了中國東部近 300年來的土地利用和植被覆蓋變化分布。一、LUCC研究方法2、野外實(shí)地調(diào)查/考察方法 野外實(shí)地調(diào)查/考察資料作為早期的野外地表景觀環(huán)境實(shí)地觀測的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，對于LUCC研究有著極為重要的作用。其主要思路可以概括為: 對不同時(shí)期、不同尺度和不同來源的野外實(shí)地調(diào)查/考察資料，進(jìn)行相關(guān)信息的挖掘與整理，并

4、對多期的資料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理( 裁剪、類別的合并與分劃、類別的統(tǒng)一等) ，形成易于進(jìn)行對比分析的統(tǒng)一數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行相關(guān)的研究對比工作3-5。 如Rhemtulla等借助PLS(Public Land Survey)不同時(shí)期的野外調(diào)查資料，研究了美國威斯康辛州1850-2000年間的土地利用變化和森林變化。 一、LUCC研究方法一、LUCC研究方法3、遙感技術(shù)方法一、LUCC研究方法（二）LUCC研究模型 由于土地利用 /覆被變化(LUCC)涉及各方面因素繁多，其過程錯(cuò)綜復(fù)雜，因此以簡化和抽象化為特征的各種模型對于理解和預(yù)測土地利用和土地覆被的格局和過程變化具有不可代替的作用。 LUCC模型通常由

5、 四個(gè)主要部分構(gòu)成，即土地利用/覆被的類型、驅(qū)動因子、變化過程以及響應(yīng)機(jī)制。 LUCC模型的建立是深入了解土地利用和覆被變化復(fù)雜性的重要手段，其作用和目的可以概括為: 對土地利用/覆被變化情況進(jìn)行描述、解釋、預(yù)測，并制定對策。一、LUCC研究方法CLUE模型變化測度模型元胞自動機(jī)模型Agent-based模型系統(tǒng)動力學(xué)模型土地利用變化及其效應(yīng)模型GEOMOD模型CLUE-S模型基于ABE/LUCC模型灰色預(yù)測模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型回歸預(yù)測模型馬爾柯夫預(yù)測模型基于智能體的模型DLS模型SLAU模型AZE模型I-O模型隨機(jī)模型基于過程的動態(tài)模型綜合模型混合模型線性回歸模型優(yōu)化模型Logistic回歸

6、模型經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型概率模型一、LUCC研究方法遺傳算法模型LTM模型CA-Markov模型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 1、國際上土地利用變化模型呈現(xiàn)多樣化: 空間模型與非空間模型、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型和概念機(jī)理模型、綜合模型等。 2、土地利用/覆被變化模型可以分為經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型、隨機(jī)模型、優(yōu)化模型、基于過程的動態(tài)模型及綜合模型。模型分類：經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型、隨機(jī)模型、概念機(jī)理模型、綜合模型2,5。 一、LUCC研究方法 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型采樣多元統(tǒng)計(jì)分析方法，分析每個(gè)因子對土地利用變化的貢獻(xiàn)率，并將 LUCC與驅(qū)動因子之間的相互作用定量化，從而從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度表征 LUCC的原因。 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型,如線性回歸模型、Logistic回

7、歸模型、主成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法、典型相關(guān)分析法、系統(tǒng)動力學(xué)方法、空間統(tǒng)計(jì)模型及非線性回歸模型等，通常是基于大量的土地利用空間格局變化數(shù)據(jù)，把土地利用/覆被變化與相關(guān)因素聯(lián)系起來。 隨機(jī)模型主要是描述土地利用/覆被變化的各種轉(zhuǎn)化概率模型。隨機(jī)模型往往依據(jù)T1時(shí)刻的狀態(tài)推測T2時(shí)刻的狀態(tài),其轉(zhuǎn)移概率的計(jì)算必須具備較長時(shí)間序列的土地利用/覆被變化的歷史數(shù)據(jù),而且由于土地利用/覆被變化具有非線性的特點(diǎn),因而這都限制了隨機(jī)模型的應(yīng)用。隨機(jī)模型,如馬爾柯夫鏈模型、LTM模型、CA-Markov模型等。一、LUCC研究方法 概念機(jī)理模型則運(yùn)用理論和規(guī)律來模擬各驅(qū)動因子的作用機(jī)制，對土地利用變化因果關(guān)

8、系進(jìn)行分析，通常建立在對土地利用主體的個(gè)人行為和社會群體行為的解釋上，因此可以作為一種通用性的理論來解釋土地利用/覆被的變化。 綜合模型就是將不同的模型有機(jī)的綜合起來，從而尋求最合適的問題解決手段，根據(jù)研究目的，既考慮空間特征又考慮非空間特征，既包含統(tǒng)計(jì)學(xué)運(yùn)算又包含機(jī)理過程推理等。把復(fù)雜的土地利用/覆被變化過程分解成相對簡單的子過程，利用有關(guān)模型對各子過程分別建模,然后再把各模型不同程度的集成起來。 典型的綜合模型有CLUE模型及其改進(jìn) CLUE-S模型等。 一、LUCC研究方法二、主要指標(biāo)1、自然指標(biāo) 反映土地資源利用方式的適宜性,即分析和確認(rèn)其對土地資源的基本屬性和演變過程的影響及結(jié)果,從

9、生態(tài)過程(水分循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán)、能量流動和生物多樣性)分析土地利用方式的合理性。相關(guān)的綜合指標(biāo)有:環(huán)境條件、資源條件、生物多樣性、立地條件等。作為基礎(chǔ)的定量指標(biāo)有:土壤條件、水資源、氣候狀況、地貌特征、自然災(zāi)害等方面的具體要素等。2、經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 反映土地資源利用方式在不會使土地退化的基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益,即從經(jīng)濟(jì)效益角度分析土地利用的合理性;綜合指標(biāo)方面,城鎮(zhèn)用地將采用單位城鎮(zhèn)用地所產(chǎn)出的城鎮(zhèn)社會總產(chǎn)值與土地地價(jià)之比;農(nóng)村用地將采用單位農(nóng)業(yè)用地所產(chǎn)出的農(nóng)村社會總產(chǎn)值與土地地價(jià)之比,或按不同等級土地的單位產(chǎn)出狀況,以及不同投入水平收益狀況(如現(xiàn)行農(nóng)作物與當(dāng)?shù)剡m種的高收益經(jīng)濟(jì)作物)進(jìn)行比較。作為基礎(chǔ)

10、的定量指標(biāo)有:GDP、地價(jià)、利潤率、產(chǎn)量、成本、商品率等。3、社會指標(biāo) 反映土地資源利用方式是否具有比較完善的社會調(diào)控體系,如行政管理力度、土地資源保護(hù)程度(基本農(nóng)田保護(hù)程度)、政策法規(guī)效力,以及土地資源利用方式的社會可接受性,即從社會利益分配上分析土地利用方式是否會損害其它地區(qū)(或群體)的利益以及損害程度和補(bǔ)償情況,直接指標(biāo)有水土流失和環(huán)境污染等引起的外部成本、社會承受能力、政策保障程度(有效性、穩(wěn)定性)等。二、主要指標(biāo)二、主要指標(biāo)LUCC應(yīng)用（一）LUCC時(shí)空變化格局研究 LUCC研究主要包括其數(shù)量變化和空間位置變化研究。早期的 LUCC模型多為非空間模型，如SALU模型側(cè)重于研究分析LU

11、CC的變化數(shù)量和變化速率特征 ，對變化的空間分布并未給予太多考慮。近10 多年來，LUCC模型發(fā)展以空間模型為主，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感和GIS技術(shù)，探索研究一定時(shí)空尺度的LUCC的空間顯性分布和格局特征，并分析研究自然、人類等驅(qū)動因子對LUCC影響的空間差異性。目前這類空間模型有很多，如CLUE-S模型、GEOMOD模型、SLEUTM模型等。二、應(yīng)用（二）LUCC時(shí)空過程驅(qū)動機(jī)理分析 LUCC 時(shí)空過程驅(qū)動機(jī)理分析是 LUCC 時(shí)空過程研究的技術(shù)核心之一。LUCC 時(shí)空過程驅(qū)動機(jī)理研究, 直接揭示了LUCC 時(shí)空過程的原因、影響因素的作用途徑及其驅(qū)動機(jī)制， 為預(yù)測其未來發(fā)展變化趨勢并制訂相應(yīng)

12、對策提供了礎(chǔ).LUCC 時(shí)空過程驅(qū)動因子主要包括自然條件、氣候變化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會環(huán)境和人口變化 5 個(gè)方面的因素。這些驅(qū)動因子從總體上可以劃分為自然因素和社會經(jīng)濟(jì)因素兩個(gè)層面。 具體地講，尋求和篩選影響某個(gè)區(qū)域LUCC的主要驅(qū)動因子,建立LUCC空間分布及其變化與驅(qū)動因子的定量關(guān)系，以此來解LUCC的數(shù)量特征和空間格局“ 進(jìn)而評估其環(huán)境或社會經(jīng)濟(jì)影響。模型多基于壓力-狀態(tài)-反應(yīng)（Pressure-State-Response）或驅(qū)動-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)（Driving force-Pressure-State-Impact-Response）框架體系。四、參考文獻(xiàn)1李秀彬.全球環(huán)境變化研究的核心領(lǐng)域:土地利用/土地覆被變化的國際研究動向J.地理學(xué)報(bào),1996,51(6):553-5582黃秋昊, 蔡運(yùn)龍.國內(nèi)幾種土地利用變化模型述評J.中國土地科學(xué);2005,19(5):25-303劉紀(jì)遠(yuǎn), 鄧祥征.LUCC 時(shí)空過程研究的方法進(jìn)展 J.科學(xué)通報(bào),2009,54(21):3251-32584唐華俊 ,吳文斌.土地利用/土地覆被變化LUCC模型研究進(jìn)展J.地理學(xué)報(bào),2009,64(4):456-4585劉成武,黃利民.土地利用/土地覆蓋